CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
LUCIANO BERTOLLO RUSCIOLELLI
CONTROLE ESTATÍSTICO DE PROCESSO APLICADO NO MONITORAMENTO DA ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CARCAÇAS DE FRANGO DURANTE A ETAPA
DE PRÉ-RESFRIAMENTO
ALEGRE – ES 2014
CONTROLE ESTATÍSTICO DE PROCESSO APLICADO NO MONITORAMENTO DA ABSORÇÃO DE ÁGUA POR CARCAÇAS DE FRANGO DURANTE A ETAPA
DE PRÉ-RESFRIAMENTO
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Espírito Santo, como parte das exigências para obtenção do Título de Mestre em Ciência e Tecnologia de Alimentos.
ALEGRE - ES 2014
Dados Internacionais de Catalogação-na-publicação (CIP)
(Biblioteca Setorial de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Espírito Santo, ES, Brasil) Rusciolelli, Luciano Bertollo,
1988-R951c Controle estatístico de processo aplicado no monitoramento da absorção de água por carcaças de frango durante a etapa de pré-resfriamento / Luciano Bertollo Rusciolelli. – 2014.
72 f. : il.
Orientador: Consuelo Domenici Roberto.
Coorientador: José Ivo Ribeiro Júnior; Joel Camilo de Souza Carneiro. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) – Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Agrárias.
1. Indústria avícola. 2. Pré-resfriamento de carcaças de frango. 3. Absorção de água. 4. Controle estatístico de processo. I. Roberto,
Consuelo Domenici. II. Ribeiro Júnior, José Ivo. III. Carneiro, Joel Camilo de Souza. IV. Universidade Federal do Espírito Santo. Centro de Ciências Agrárias. V. Título.
Dedico este trabalho à minha família, pois me deram asas e raízes.
À minha família, pelo apoio, amor e confiança. Por tudo que representa para mim.
À Professora Orientadora Consuelo Domenici Roberto, pela orientação e ensinamentos.
Aos Professores Coorientadores Joel Camilo de Souza Carneiro e José Ivo Ribeiro Júnior pelas opiniões e conselhos.
A todos os professores do Departamento de Engenharia de Alimentos da Universidade Federal do Espírito Santo, pelo conhecimento transmitido e pelo bom ambiente de trabalho que eles geraram.
À Universidade Federal do Espírito Santo, pela oportunidade de realização do Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos.
Aos funcionários, gerentes e diretores do abatedouro-frigorífico, por ter viabilizado o desenvolvimento deste trabalho por meio do fornecimento dos dados experimentais.
À minha namorada Ana Carolina, pelo carinho, paciência e companheirismo. A força da nossa cumplicidade mais uma vez fez a diferença.
A todos os colegas do Mestrado, pelos bons momentos de convivência e pela amizade que certamente ficará para o resto da vida.
E por fim, porém não menos importante, agradeço a Deus pela vida, pela família, pelos amigos e por mais essa conquista.
Muito Obrigado! Luciano
RUSCIOLELLI, Luciano Bertollo. Controle estatístico de processo aplicado no monitoramento da absorção de água por carcaças de frango durante a etapa de pré-resfriamento. 2014. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) – Universidade Federal do Espírito Santo, Alegre, ES. Orientadora: Profª. DSc. Consuelo Domenici Roberto. Coorientadores: Prof. DSc. Joel Camilo de Souza Carneiro, Prof. DSc. José Ivo Ribeiro Júnior.
A absorção de água por carcaças de frango na etapa de pré-resfriamento da linha abate representa uma característica de qualidade importante relacionada ao rendimento do produto final. Uma forma de manter o padrão de qualidade de um produto é garantir que as etapas do processo sejam estáveis e replicáveis. Ao empregar o Controle Estatístico de Processo (CEP) é possível obter estabilidade e melhorias nos processos, por meio da redução da variabilidade. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi a aplicação de gráficos de controle, análise de correlação, estatística descritiva, testes de hipóteses e regressão linear múltipla na linha de abate de um abatedouro-frigorífico de aves para monitorar a variabilidade da absorção de água pelas carcaças de frango após a etapa de pré-resfriamento. Como resultado, verificou-se que o teor de absorção de água das carcaças de frango apresentou elevada variabilidade, sendo que 10% (8/80) das carcaças apresentaram absorção de água superior ao limite de 8% definido pela legislação brasileira. Do total de 16 variáveis de entrada analisadas, as mais impactantes no teor de absorção de água foram o “tempo de retenção da carcaça no pré-chiller” e o “tempo de espera da carcaça após a etapa de gotejamento”. Entretanto, o modelo de regressão obtido apresentou baixa correlação (R²=0,16) que foi associada à elevada variabilidade da variável-resposta. Os resultados da estatística descritiva demonstraram que as variáveis de entrada também apresentaram elevada variabilidade, com coeficiente de variação entre 7,95 e 63,5%. Verificou-se, pela análise dos gráficos de controle de medida individual e da amplitude móvel, que 15 das 16 variáveis de entrada se apresentaram fora de controle estatístico assim como a variável-resposta. Baseado no fluxograma e na descrição das etapas da linha de abate, previamente realizados, atribuiu-se à falta de padronização na condução das etapas e de procedimentos para o controle de qualidade das operações na linha de
variáveis e eliminar as causas especiais presentes são necessários ajustes operacionais para, dessa forma, obter um processo mais estável e mais uniforme garantindo o padrão de qualidade das carcaças de frango em relação ao teor de absorção de água.
Palavras-chave: Pré-resfriamento de carcaças de frango, absorção de água, controle estatístico de processo.
RUSCIOLELLI, Luciano Bertollo. Statistical process control applied to the monitoring of water absorption by chicken carcasses during the stage of pre-cooling. 2014. Dissertation (Master’s degree in Food Sciences and Technology) – Federal University of Espírito Santo, Alegre, ES. Advisor: Profª. DSc. Consuelo Domenici Roberto. Co-advisor: Prof. DSc. Joel Camilo de Souza Carneiro, Prof. DSc. José Ivo Ribeiro Júnior.
The water absorption by the chicken carcasses of pre-cooling step is an important quality characteristic related to the yield of the final product. One way to maintain the standard of quality of a product is to ensure that the process steps are stable and replicable. By employing the Statistical Process Control (SPC) is possible to obtain stability and improvements in processes, by reducing the variability. In this context, the aim of this work was the application of control charts, correlation analysis, descriptive statistics, hypothesis tests and multiple linear regression on the slaughter line of a poultry abattoir fridge to monitor the variability of absorption of water by the chicken carcasses after pre-cooling step. As a result, it was found that the amount of water absorption of the chicken carcasses showed high variability, with 10% (8/80) of carcasses showed water absorption higher than the 8% threshold set by Brazilian legislation. Of the total of 16 input variables analyzed, the most impactful content in water absorption were the "retention time of casting the pre-chiller" and "timeout carcass after step drip". However, the regression model obtained showed low correlation (R²=0.16) that was associated with the high variability of the response variable. The results of descriptive statistics demonstrated that the input variables also showed high variability, with coefficients of variation between 7.95 and 63.5%. It was found by analysis of control charts for individual measurement and moving range, that 15 of the 16 input variables were outside of statistical control as well as the response variable. Based on the flow chart and description of the steps of the slaughter line, previously performed, was attributed to the lack of standardization in the management of the steps and procedures for quality control operations in the slaughter line as relevant factors that could be associated with the presence special causes in the process. It is concluded that to reduce the high variability of the variables and eliminate the special causes present operational
water absorption content.
Keywords: Pre-cooling of chicken carcasses, water absorption, statistical process control.
Figura 1: Produção brasileira de carne de frango (milhões de toneladas). ... 15
Figura 2: Exportação brasileira de carne de frango (mil toneladas). ... 16
Figura 3: Fluxograma do abate de aves. ... 17
Figura 4: Fluxograma da linha de abate do abatedouro-frigorífico ... 40
Figura 5: Histograma do teor de absorção de água das carcaças de frango. ... 41
Figura 6: Massa inicial da carcaça: gráfico de controle da amplitude móvel (a); gráfico de controle da medida individual (b) e; histograma (c). ... 45
Figura 7: Temperatura (T1pc) da água na entrada do pré-chiller: gráfico de controle da amplitude móvel (a); gráfico de controle da medida individual (b) e; histograma (c). ... 46
Figura 8: Temperatura (T2pc) da água na saída do pré-chiller: gráfico de controle da amplitude móvel (a); gráfico de controle da medida individual (b) e; histograma (c). ... 47
Figura 9: Tempo de retenção da carcaça no pré-chiller: gráfico de controle da amplitude móvel (a); gráfico de controle da medida individual (b) e; histograma (c). ... 48
Figura 10: Vazão da água de reposição no pré-chiller: gráfico de controle da amplitude móvel (a); gráfico de controle da medida individual (b) e; histograma (c). ... 49
Figura 11: Intensidade do borbulhamento no pré-chiller: gráfico de controle da amplitude móvel (a); gráfico de controle da medida individual (b) e; histograma (c). ... 50
Figura 12: Temperatura (T1c) da água na entrada do chiller: gráfico de controle da amplitude móvel (a); gráfico de controle da medida individual (b) e; histograma (c). ... 51
Figura 13: Temperatura (T2c) da água interior do chiller: gráfico de controle da amplitude móvel (a); gráfico de controle da medida individual (b) e; histograma (c). ... 52
histograma (c). ... 53 Figura 15: Temperatura (T4c) da água na saída do chiller: gráfico de controle da
amplitude móvel (a); gráfico de controle da medida individual (b) e; histograma (c). ... 54 Figura 16: Tempo de retenção da carcaça no chiller: gráfico de controle da
amplitude móvel (a); gráfico de controle da medida individual (b) e; histograma (c). ... 55 Figura 17: Vazão da água de reposição no chiller: gráfico de controle da amplitude
móvel (a); gráfico de controle da medida individual (b) e; histograma (c). . 56 Figura 18: Intensidade do borbulhamento no chiller: gráfico de controle da amplitude
móvel (a); gráfico de controle da medida individual (b) e; histograma (c). . 57 Figura 19: Tempo de gotejamento da carcaça: gráfico de controle da amplitude
móvel (a); gráfico de controle da medida individual (b) e; histograma (c). . 58 Figura 20: Tempo de espera da carcaça após o gotejamento: gráfico de controle da
amplitude móvel (a); gráfico de controle da média individual (b) e; histograma (c). ... 59 Figura 21: Quantidade de gelo adicionado no chiller durante o pré-resfriamento:
gráfico de controle da amplitude móvel (a); gráfico de controle da medida individual (b) e; histograma (c). ... 60 Figura 22: Gráfico de controle da amplitude móvel do teor de absorção de água das
carcaças de frango. ... 62 Figura 23: Gráfico de controle da medida individual do teor de absorção de água
1. INTRODUÇÃO ... 12
2. OBJETIVOS ... 14
2.1. Objetivo geral ... 14
2.2. Objetivos específicos ... 14
3. REVISÃO DE LITERATURA ... 15
3.1. Mercado e consumo de carne de frango ... 15
3.2. Etapas da linha de abate de frangos ... 17
3.3. Pré-resfriamento de frango ... 20
3.4. Qualidade na indústria de alimentos ... 23
3.5. Controle Estatístico de Processo ... 26
4. METODOLOGIA ... 32
4.1. Identificação das variáveis críticas ... 32
4.2. Coleta de dados ... 33
4.3. Análise estatística e aplicação do CEP... 35
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 40
5.1. Comportamento da variável-resposta ... 40
5.2. Influência das variáveis de entrada sobre a variável-resposta ... 42
5.3. Controle Estatístico de Processo ... 44
6. CONCLUSÕES ... 67
1. INTRODUÇÃO
O setor agroindustrial avícola brasileiro é um dos mais organizados em relação à produção de carne de frango, o que contribui para que o Brasil seja o maior exportador e terceiro maior produtor mundial de carne de frango (CALGARO e BOIAGO, 2011; UBABEF, 2013).
Em geral, no processamento industrial de abate dos frangos são realizadas as seguintes etapas: recepção, pesagem, insensibilização, abate, sangria, escaldagem, depenagem, evisceração, lavagem, pré-resfriamento, gotejamento e congelamento. O pré-resfriamento é uma etapa crítica para a conservação das carcaças, sendo realizada a redução da sua temperatura inicial de, aproximadamente, 38 °C para 4 °C. Assim, é garantida a obtenção de um produto seguro do ponto de vista microbiológico e a manutenção da qualidade do produto final. No Brasil, o método de pré-resfriamento mais empregado é a imersão em água em resfriadores contínuos tipo rosca sem fim, denominado chillers (CARCIOFI e LAURINDO, 2007).
Durante o pré-resfriamento por imersão, a água penetra através da pele das aves, ocorrendo absorção de água pela carcaça e, consequentemente, reposição do percentual de umidade perdido durante as etapas anteriores do abate (MASTROGIACOMO, 2006). Entretanto, o teor de água absorvida pela carcaça de frango é regulamentado pela Portaria N° 210, de 10 de novembro de 1998 do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) até o limite máximo de 8% em relação à massa inicial da carcaça (BRASIL, 1998). Dessa forma, a absorção de água das carcaças de frango se torna uma característica de qualidade que deve ser monitorada e controlada no processo, pelo fato de influenciar nas características de qualidade da carne, no valor econômico e ser uma variável avaliada pelos órgãos fiscalizadores.
Uma forma de manter a qualidade nas operações de um frigorífico é garantir que as etapas do processo sejam estáveis e replicáveis. Neste caso, o processo deve ser capaz de operar com pequena variabilidade em torno de um valor-alvo, previamente estabelecido, que descreve as características de qualidade exigida para o produto sem ultrapassar os valores de especificação.
O emprego de procedimentos estatísticos e de técnicas de controle estatístico de processo (CEP) pode contribuir com melhorias no processo e no atendimento das exigências em relação à qualidade dos produtos. Assim, alcançar as especificações de qualidade por meio do uso de tais técnicas e procedimentos pode ser um diferencial para a obtenção da melhoria e do controle das etapas de abate de aves. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi verificar o comportamento do teor de absorção de água e das variáveis críticas do processo, monitoradas em tempo real durante a etapa de pré-resfriamento, por meio da aplicação do CEP.
2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo geral
Aplicação de procedimentos estatísticos e de ferramentas do controle estatístico de processo (CEP) na linha de abate de um frigorífico de aves localizado no Sul do Estado do Espírito Santo para monitorar o teor de absorção de água pelas carcaças de frango. Assim como, avaliar o comportamento das variáveis do processo que podem influenciar na variabilidade dessa característica de qualidade entre as unidades dos lotes de produção.
2.2. Objetivos específicos
Os objetivos específicos desta pesquisa foram:
Verificar a variabilidade do teor de absorção de água entre carcaças em uma linha de abate de frangos;
Identificar os pontos de controle e as variáveis de entrada que influenciam a absorção de água das carcaças durante as operações na linha de abate de frango;
Determinar a relação linear entre as variáveis de entrada do processo com o teor de absorção de água das carcaças;
Determinar as variáveis de entrada que exercem maior influência no teor de absorção de água para o processo estudado;
Aplicar o CEP para avaliar o comportamento das variáveis de entrada e da variável resposta do processo.
3. REVISÃO DE LITERATURA
3.1. Mercado e consumo de carne de frango
A produção de frango no Brasil tem se destacado pelo progresso e pela competência do setor conquistada na última década. Assim, vem promovendo movimentações econômicas no mercado de carne de frango em vários países, sendo destaque nas negociações comerciais do mundo (SANT’ANNA, 2008; BUENO et al., 2007a).
Em 2012, de acordo com dados apresentados no relatório anual da União Brasileira de Avicultura e a Associação Brasileira dos Produtores e Exportadores de Frangos - UBABEF (2013), a produção atingiu o valor de 12,65 milhões de toneladas de carne de frango (Figura 1).
Fonte: UBABEF, 2013.
Figura 1: Produção brasileira de carne de frango (milhões de toneladas).
O alto potencial e o elevado índice de competitividade no mercado internacional apresentado pelo setor avícola, fez com que o Brasil adquirisse atenção dos investidores (SANT’ANNA, 2008). Do volume total de frangos produzidos pelo país, 31% foi destinado para as exportações (UBABEF, 2013). O volume de exportação brasileira de carne de frango nos últimos anos é apresentado na Figura 2. 5,98 6,74 7,52 7,84 8,49 8,95 9,34 10,31 10,94 10,98 12,23 13,05 12,65 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 M ilh õ e s d e t o n e lad as Ano
Fonte: UBABEF, 2013.
Figura 2: Exportação brasileira de carne de frango (mil toneladas).
De acordo com a UBABEF, os principais compradores que impulsionaram as exportações brasileiras em 2012 foram os países da África, da União Europeia, das Américas e, principalmente, do Oriente Médio (UBABEF, 2013). Esse desempenho nas exportações pelos mais variados e exigentes importadores representa avanços na qualidade e sanidade da carne de frango brasileira (BUENO et al., 2007a). Os dados da produção e exportação de frango no Brasil mantém o país na posição de maior exportador e de terceiro maior produtor mundial de carne de frango (CALGARO e BOIAGO, 2011).
De acordo com Afonso (2013), as projeções da produção de carnes para o Brasil mostram que o setor deve apresentar intenso crescimento nos próximos anos. Entre as carnes de diferentes espécies, a carne de frango é aquela que projeta maior taxa de crescimento da produção no período 2013 a 2023, e deve crescer 3,9% a.a. Para efeito de comparação, durante o mesmo período a carne bovina deve apresentar um crescimento projetado de 2,0% a.a, enquanto a carne suína 1,9% a.a. Segundo o mesmo autor, essas taxas correspondem a acréscimos na produção entre 2013 e 2023 de 46,4% de carne de frango, 22,5% de carne bovina e de 20,6% de carne suína.
De acordo com Rui, Angrimani e Silva (2011), os números alcançados pelo setor avícola se devem ao desenvolvimento da genética e da nutrição das aves, ambientes de produção adequados e melhorias no manejo nas etapas de pré-abate e de abate, compreendendo desde a preparação do aviário até as etapas de abate
916 1266 1625 1961 2470 2846 2718 3287 3646 3635 3820 3943 3918 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 M il to n e lad as Ano
nos abatedouros-frigoríficos. Assim, justificam-se os altos níveis de desempenho em relação ao ganho de peso, conversão alimentar, baixos índices de mortalidade e a qualidade da carne de frango.
Em decorrência da relevância do setor em relação à produção, exportação e consumo da carne de frango e a exigência pela qualidade, vários estudos e pesquisas sobre novas tecnologias envolvendo este setor tendem a surgir para manter e promover o desenvolvimento da produção, da qualidade e dos lucros relacionados à produção e comercialização da carne de frango.
3.2. Etapas da linha de abate de frangos
O ramo industrial da cadeia avícola é representado pelos abatedouros-frigoríficos (DORR e MARQUES, 2004). De acordo com o Regulamento da Inspeção Industrial e Sanitária de Produtos de Origem Animal – RIISPOA, consiste no estabelecimento dotado de instalações completas e equipamentos adequados para o abate, manipulação, elaboração, preparo e conservação das espécies de açougue sob variadas formas, com aproveitamento completo, racional e perfeito, de subprodutos não comestíveis, que possua instalações de frio industrial (BRASIL, 1952). O fluxograma geral da linha de abate de frango é apresentado na Figura 3.
Figura 3: Fluxograma do abate de aves.
Recepção
Insensibili-zação Sangria Escaldagem
Depenagem Lavagem Evisceração Lavagem Pré-resfriamento Gotejamento Classifica-ção Cortes Embalagem Estocagem
As etapas do processo de abate estão descritas a seguir de acordo com a Portaria N° 210, de 10 de novembro de 1998 do MAPA (BRASIL, 1998) e Gomide, Ramos e Fontes (2006).
Em geral, o processo inicia no recebimento de aves vivas, provenientes das granjas, transportadas em gaiolas plásticas até os abatedouros-frigoríficos. Depois de penduradas, as aves são insensibilizadas, por razões humanitárias, de qualidade e de segurança, sendo uma exigência da legislação brasileira. A ausência desta etapa só é permitida para atendimento de preceitos religiosos exigidos por um mercado específico.
A insensibilização, geralmente, ocorre pelo método de eletronarcose, no qual as carcaças das aves são imersas em um tanque com água onde é aplicada uma corrente elétrica.
Após a insensibilização, segue-se a morte da ave na operação de sangria. O processo provoca a imediata efusão de sangue. As aves são sangradas por meio do corte das artérias carótidas e veias jugulares, logo abaixo do bico. O sangramento deve ser completo para evitar que as aves recuperem a consciência ao entrarem, posteriormente, no tanque de escaldagem, o que pode resultar na redução da eficiência das etapas subsequentes. O local onde ocorre a sangria é uma área própria e exclusiva, denominada “área de sangria”, completamente impermeabilizada em suas paredes, piso e teto, por exigência de normas brasileiras. A escaldagem, realizada após a sangria, consiste no aquecimento úmido da carcaça visando o aumento da densidade das penas e da área de fricção. Também provoca a abertura dos folículos da pele onde estão afixadas as penas, facilitando assim a etapa seguinte de depenagem. O processo de escaldagem pode ser por imersão ou a vapor, sendo o primeiro o método mais comumente empregado nas unidades de abate no Brasil.
A depenagem é realizada imediatamente após a escaldagem e consiste na retirada das penas, sem lesionar o tecido cutâneo. As depenadeiras são túneis de aço inoxidável, com tambores rotativos em toda a sua extensão, providos de hastes de borracha flexíveis, que removem as penas por fricção. São ajustadas de acordo com o tamanho das aves para evitar quebra das asas e rompimento da pele. As penas removidas são coletadas em canaletas e enviadas por tubulações até a seção de subprodutos para fabricação de farinha de penas.
Após esta etapa, ocorre um transpasse das aves para a seção de evisceração. Este transpasse consiste na última etapa realizada na chamada “zona suja” do abate. Antes da evisceração, as carcaças são lavadas. Em seguida, entram na “área limpa” do abate, onde será procedida a evisceração.
A etapa de evisceração é um dos principais pontos críticos da cadeia produtiva do frango, pois durante a mesma poderá ocorrer o rompimento das vísceras e da vesícula biliar com exposição de material fecal e da bílis. Este fato pode acarretar em condenação parcial ou total da carcaça, devido à possibilidade de contaminação microbiológica.
A evisceração compreende: corte da pele do pescoço e liberação da traqueia; extração da cloaca; abertura do abdômen; exposição das vísceras (eventração); inspeção sanitária; remoção dos miúdos e vísceras (primeiro separa-se o coração, o fígado e a moela); extração dos pulmões; toilette (retirada do papo, esôfago e traqueia); lavagem final (interna e externa).
As vísceras não comestíveis são lançadas diretamente na calha de evisceração e são conduzidas aos depósitos coletores ou diretamente para a seção de subprodutos (graxaria) por meio de lâmina d’água de fluxo contínuo. As vísceras comestíveis (coração, fígado e moela) são processadas em seção exclusiva, sendo pré-resfriadas imediatamente após serem removidas. O pré-resfriamento dos miúdos é realizado por imersão em resfriadores contínuos, tipo rosca sem fim, com temperatura máxima da água de 4 °C e renovação constante de água, no sentido contrário ao movimento destes.
Ainda na seção de evisceração, as carcaças são novamente lavadas interna e externamente por jatos de água. Assim, é possível remover sangue coagulado, membranas e resíduos de vísceras remanescentes, e em seguida seguem para a etapa de pré-resfriamento.
O pré-resfriamento é uma etapa crítica para a conservação das carcaças, sendo realizada a redução da temperatura inicial de aproximadamente 38 °C para 4 °C. Assim, garante-se a obtenção de um produto seguro do ponto de vista microbiológico e a manutenção da qualidade das carcaças de frango.
Durante o pré-resfriamento por imersão, a água penetra através da pele das aves, ocorrendo absorção de água pela carcaça e, consequentemente, reposição do percentual de umidade perdido durante as etapas anteriores do abate. O teor de
água absorvida pela carcaça de frango é regularizado pela Portaria N° 210, de 10 de Novembro de 1998, do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) até o limite máximo de 8% em relação à massa inicial da carcaça.
Após a operação de pré-resfriamento, as carcaças seguem para o gotejamento, que consiste na etapa para eliminação do excesso de água absorvido pela carcaça na etapa de pré-resfriamento de forma a atender ao limite estabelecido pela legislação.
Ao final do gotejamento, as carcaças de frango são classificadas, submetidas aos cortes, embaladas, congeladas e armazenadas em câmaras frigoríficas até o momento da expedição.
3.3. Pré-resfriamento de frango
De acordo com a Portaria N° 210, de 10 de novembro de 1998 do MAPA, pré-resfriamento é o processo de abaixamento da temperatura das carcaças de aves imediatamente após as etapas de evisceração e lavagem. Devido a importantes questões relacionadas com a qualidade da carne e a maximização da segurança dos alimentos, a etapa de pré-resfriamento é obrigatória e determinada por legislação (BRASIL, 1998).
O pré-resfriamento das carcaças durante o processo de abate se faz importante porque abrange aspectos técnicos e de segurança. Nesta etapa, inicialmente, as carcaças de frango se encontram numa temperatura próxima de 38 °C e devem ser rapidamente resfriadas a fim de reduzir as alterações microbiológicas e químicas, responsáveis pela deterioração da carne (OWENS et al., 2010).
A temperatura post mortem é um fator crítico para a obtenção da qualidade da carne e de segurança microbiológica, sendo absolutamente necessário iniciar a redução da temperatura da carcaça tão logo possível após a morte da ave (MASTROGIACOMO, 2006).
Além de promover a redução da temperatura das carcaças, a etapa de pré-resfriamento também proporciona uma lavagem das carcaças, contribuindo com a remoção de resíduos de sangue e outras matérias orgânicas indesejáveis para qualidade e conservação do produto (OWENS et al., 2010).
Para o pré-resfriamento de carcaças de frango, o método por imersão em tanques contínuos com água gelada é o mais comum, sendo o mais adotado pelos frigoríficos brasileiros (LAURINDO et al., 2010). É realizado em resfriadores lineares contínuos, tipo rosca sem fim, denominados chillers. Trata-se de tanques metálicos de comprimento variável, providos de tambores rotativos ou rosca sem fim, preenchidos com água gelada (ou água e gelo), e dispostos em série na linha de abate. As carcaças são submetidas ao pré-resfriamento, sendo mantidas imersas sob constante agitação por um tempo variável em cada chiller (OWENS et al., 2010). De acordo com a legislação, o pré-resfriamento por imersão é basicamente efetuado em dois estágios. O primeiro estágio é realizado no pré-chiller, em que a temperatura da água varia de 10 a 15 °C, não podendo ser superior a 16 °C (medida no início do tanque, no local de entrada das carcaças). O tempo em que a carcaça permanece no pré-chiller varia de 10 a 30 minutos, não podendo ser superior a 30 minutos. O segundo estágio é realizado no chiller, em que a temperatura da água varia entre 0 a 2 °C, não podendo ser superior a 4 °C. No final do processo de pré-resfriamento, a temperatura das carcaças podem variar entre 5 e 8 °C, sendo o ideal entre 2 e 4 °C. A Portaria N° 210, de 10 de novembro de 1998 do MAPA, estipula 7 °C como a temperatura máxima para as carcaças que serão comercializadas sob refrigeração e 10 °C para aquelas destinadas ao congelamento imediato (BRASIL, 1998).
Além do monitoramento e manutenção do parâmetro temperatura, deve-se realizar a renovação constante de água nos chillers. Essa deve ser constante e introduzida no sentido contracorrente, sendo recomendado o consumo de 1,5 litros por carcaça no primeiro estágio (pré-chiller) e no segundo estágio (chiller) um consumo que varia entre 1,0 e 2,0 litros de água gelada, de acordo com a massa das carcaças (BRASIL, 1998). Com relação a água utilizada no pré-resfriamento, ela não pode ser recirculada e deve apresentar os padrões de potabilidade estabelecidos pelo RIISPOA (BRASIL, 1952).
Pelo fato de ocorrer perdas de água da carcaça durante as etapas de transporte e abate, é permitido que a absorção de água pela carcaça até 8% da massa inicial, sendo este valor estabelecido pelo MAPA por meio da Portaria N° 210, de 10 de novembro de 1998 (BRASIL, 1998). Dessa forma, esta etapa também tem grande importância econômica para os frigoríficos abatedouros.
Assim, diversos trabalhos são desenvolvidos com o objetivo de verificar, modelar e/ou identificar os fatores e variáveis mais impactantes nesta etapa do processo de abate, como pode ser observado nos estudos de Brizio, Fagundes e Prentice (2012), Martins et al. (2011), Reche, Rui e Carmo (2011) e Klassen et al. (2009).
O sistema de controle da absorção de água em carcaças de aves submetidas ao pré-resfriamento por imersão deve ser eficiente e efetivo, sem margem a qualquer prejuízo na qualidade do produto final. Os métodos oficiais para o referido controle são o Método de Controle Interno e o Método do Gotejamento, realizados durante o processo industrial pela Inspeção Federal, para controle da absorção de água em carcaças congeladas de aves submetidas ao pré-resfriamento por imersão (BRASIL, 1998).
Dentro da indústria, o valor da absorção é obtido medindo-se a massa da ave na entrada e logo após a saída do sistema de chillers. A diferença positiva averiguada na massa da carcaça entre a saída e a entrada é calculada e indicada de pela porcentagem sobre o valor da massa na entrada do chiller. A quantidade de água determinada por este método exprime-se em porcentagem da massa total da carcaça de ave no limite máximo de 8% da sua massa (BRASIL, 1998).
A água absorvida durante o pré-resfriamento por imersão está diretamente relacionada com a temperatura da água dos resfriadores (chillers), tempo de permanência no sistema, tipo de corte abdominal, injeção de ar no sistema (borbulhamento) e outros fatores (BRASIL, 1998).
Para a indústria, a identificação das principais variáveis que afetam a absorção de água pelas carcaças durante o pré-resfriamento se faz importante pelo fato de poder proporcionar melhorias significativas no controle do processo (MARTINS et al., 2011).
De acordo com o estudo desenvolvido por Klassen (2008), envolvendo a modelagem do processo da absorção de água durante a etapa pré-resfriamento por meio do uso de redes neurais, diversas são as variáveis que interferem no processo de resfriamento do frango em escala industrial, sendo: massa inicial do frango; velocidade do abate; temperatura inicial do frango; tempo de retenção em cada
chiller e o tempo total; vazão da água de renovação; vazão e temperatura do
injetado; quantidade de gelo adicionado e local de adição; variáveis ambientais, como temperatura e umidade do ar; variáveis de projeto, como espessuras e materiais de isolamento; lavagem final das carcaças; tempo de gotejamento das carcaças; sexo da ave; alimentação da ave; abertura abdominal; lesões por esforço da evisceração; desnaturação proteica na escaldagem; diferenças fisiológicas entre as aves; posição das carcaças dentro do chiller durante o resfriamento e; rompimento da pele. Neste estudo, o autor destacou as variáveis que exerceram maior influência na absorção de água das carcaças durante a modelagem, sendo: massa inicial do frango, temperatura no primeiro ponto do chiller e intensidade e eficiência do borbulhamento no chiller.
De acordo com o estudo sobre refrigeração de carcaças de aves realizado por James et al. (2006), o tempo de retenção e o borbulhamento são os fatores que devem ser controlados para limitar a absorção de água pelas carcaças. Além disso, foi verificado que a quantidade de gelo adicionado também interfere na absorção de água.
Carciofi e Laurindo (2007) realizaram um estudo sobre a influência das variáveis do processo na absorção de água da carcaça durante a etapa de resfriamento. O experimento foi conduzido em um projeto piloto e, de acordo com os autores, as variáveis determinantes na absorção foram a temperatura da água de resfriamento, o borbulhamento e o tempo de imersão das carcaças no chiller.
No estudo realizado por Sant’anna (2008), testaram-se os efeitos das variáveis no processo de absorção de água das carcaças de frango durante a permanência no chiller. Por meio da análise de regressão, foi evidenciado que a absorção de água foi influenciada significativamente pela massa inicial, pelo borbulhamento e pela temperatura final da água do chiller.
3.4. Qualidade na indústria de alimentos
No cenário do mercado mundial, a busca por produtividade com qualidade, aliada à redução e eliminação de desperdícios, defeitos e ineficiências durante o processo produtivo se tornou vital em qualquer unidade industrial. O fato de o mercado estar cada vez mais competitivo e com consumidores cada vez mais
exigentes e conscientes dos seus direitos fez com que a qualidade se tornasse sinônimo de sobrevivência da empresa (MAIA e DINIZ, 2009; ARAÚJO, 2010).
A qualidade é um dos fatores mais importantes na escolha de produtos ou serviços. Pode ser definida como valor do bem ou do serviço, por meio da quantificação do grau de satisfação do consumidor com respeito a vários itens, tais como preço, confiabilidade, durabilidade, estética, pontualidade, sabor, conforto, entre outros. Pode ser avaliada por meio de oitos componentes ou dimensões da qualidade: desempenho, confiabilidade, durabilidade, assistência técnica, estética característica, qualidade percebida e conformidade com especificações. Baseia-se no ponto de vista de que produtos e serviços devem apresentar as especificações exigidas pelos consumidores ou clientes de forma a satisfazer as exigências (MONTGOMERY, 2012). O termo consumidor ou cliente aplica-se a todos os tipos de usuários da cadeia produtiva, seja um indivíduo que compra ou paga por um serviço ou produto, uma organização industrial, uma loja de varejo ou a etapa seguinte de uma linha de processamento (VIEIRA, 2012).
Embora todo o fabricante tenha a intenção de fabricar produtos com a especificação exigida, isso nem sempre acontece devido à existência da variabilidade nos processos produtivos. Dois itens de um mesmo produto não são exatamente iguais, mesmo sendo do mesmo tipo, da mesma marca e do mesmo lote. Isso acontece devido à variabilidade que não pode ser eliminada, porém, pode ser conhecida e controlada (VIEIRA, 2012).
Ao envolver a questão da variabilidade, gerou-se uma definição mais moderna da qualidade, afirmando-se que ela é inversamente proporcional à variabilidade (MONTGOMERY, 2012). A variabilidade do processo está relacionada com as diferenças existentes entre as unidades produzidas (COSTA, EPPRECHT e CARPINETTI, 2010).
Esta diferença é devida à variabilidade de um determinado número de variáveis, denominadas características de qualidade. Podem ser de natureza física (comprimento, concentração, voltagem), sensorial (gosto, cor, aparência, textura, sabor) e temporal (confiabilidade) (VIEIRA, 2012). Quanto menor for a variabilidade, menor será a variação das características de qualidade, fazendo com que as exigências sejam atendidas. O termo melhoria de qualidade também é muito
empregado neste contexto, sendo definido como a redução da variabilidade nos processos e produtos (MONTGOMERY, 2012).
A qualidade é um dos aspectos que mais influencia a decisão de consumo, sendo que na produção de alimentos não só as características sensoriais dos produtos, mas também as condições higiênico-sanitária da produção são consideradas como fatores impactantes (JESUS Jr et al., 2007). Segundo Ebert, Silva e Vilas Boas (2009), os consumidores tornaram-se mais conscientes dos atributos de qualidade da carne, gerando um aumento das suas exigências tanto no cenário nacional quanto no internacional. Nesse sentido, observou-se a necessidade de ajustes da indústria avícola aos padrões sanitários internacionais (JESUS Jr et al., 2007). Além disso, na indústria de alimentos, a garantia da qualidade está fortemente associada com padrões de qualidade de apresentação e exposição do produto para efeitos de decisão de compra por parte do consumidor (SANTOS e ANTONELLI, 2011; TOLEDO, BATALHA e AMARAL, 2000).
No setor de produtos cárneos, o crescimento da demanda mundial por carne de frango foi acompanhado pelo aumento da preocupação dos consumidores em buscar uma alimentação voltada para aspectos de qualidade e segurança. Em consequência do aumento das exigências, do conhecimento dos consumidores e do desenvolvimento apresentado pelo setor no cenário nacional, estes produtos tornaram uma opção favorável de compra por serem ofertados com qualidade e serem mais atrativos ao consumidor. (DORR e MARQUES, 2004; BUENO et al., 2007b; RUI, ANGRIMANI E SILVA, 2011)
Um produto ou serviço de qualidade que atenda às exigências do cliente deve ser produzido por meio de um processo estável ou replicável. Neste contexto, o processo deve ser capaz de operar com pequena variabilidade em torno das dimensões alvo ou nominais das características de qualidade do produto ou serviço. Para tanto, o controle permanente dos processos é condição básica para a manutenção da qualidade de bens e de serviços (COSTA, EPPRECHT e CARPINETTI, 2010). Para este propósito, pode ser empregado o controle estatístico de processo (CEP), que consiste em um conjunto de ferramentas de resolução de problemas para obtenção de estabilidade do processo e melhoria da qualidade por meio da redução da variabilidade (MONTGOMERY, 2012).
3.5. Controle Estatístico de Processo
O Controle Estatístico de Processo - CEP é um conjunto de ferramentas que emprega a estatística para gerenciar os processos e promover continuamente a melhoria de qualidade por meio da redução da variabilidade das variáveis de controle. A variabilidade é inerente aos processos de produção, não sendo possível eliminá-la completamente. Porém, com a aplicação do CEP é possível reduzi-la (FONSECA, 2010). Segundo Lima et al. (2006), o CEP pode ser descrito como um conjunto de ferramentas de monitoramento on-line da qualidade.
De acordo com Cortivo (2005), por meio da aplicação do CEP é possível obter estabilidade e melhorias na capacidade do processo, por meio da redução da variabilidade. Srikaeo, Furst e Ashton (2005) afirmam que com o CEP, é possível realizar a caracterização do processo, sendo esta definida como a atividade necessária para a identificação das variáveis críticas, possibilitando a coleta de dados para análise do comportamento destas ao longo da faixa de operação.
O princípio básico do CEP é formular os limites de controle das características de qualidade baseado na variabilidade natural do processo (MERTENS et al., 2008). Segundo Montgomery (2012), independente de quão bem planejado seja qualquer processo de produção, certa variabilidade sempre existirá devido ao efeito cumulativo de pequenas causas, essencialmente inevitáveis. Tal variabilidade natural é definida pelo autor como “sistema estável de causas aleatórias de variação”. Portanto, para um processo que se encontra operando apenas com causas aleatórias de variação, diz-se que está sob controle estatístico, de forma que a variabilidade em torno dos valores alvo, pré-estabelecidos, é aceitável, atendendo às especificações de qualidade.
Ocasionalmente, outros tipos de variabilidade, que não são normais dentro do processo considerado, podem ocorrer. Algumas ocorrem devido a alguns fatores como o ajuste ou controle inadequado de máquinas, erros de operadores e matéria-prima defeituosa. Tais variações são devido a causas especiais, também chamadas de causas atribuíveis, apresentando variabilidade maior quando comparado com as causas aleatórias. Para um processo que se encontra operando com causas especiais, diz-se que está fora de controle estatístico (MONTGOMERY, 2012).
Dessa forma, as características de qualidade dos produtos se encontram fora dos limites de controle formulados com base na variabilidade natural do processo.
Com a aplicação do CEP, é possível obter uma descrição detalhada do comportamento do processo, identificando sua variabilidade. Possibilita seu controle ao longo do tempo por meio da coleta contínua de dados e da identificação de possíveis causas especiais, responsáveis pelas instabilidades do processo em estudo (ALENCAR et al., 2005). Pode-se, dessa forma, realizar o controle de processo com um enfoque preventivo, centrado no monitoramento e controle das variáveis do processo que influenciam a qualidade final do produto (TOLEDO, BATALHA e AMARAL, 2000).
Para a detecção e visualização da variabilidade do processo, o CEP oferece a técnica dos gráficos de controle de qualidade (MERTENS et al., 2008). Dentre as várias ferramentas da qualidade empregadas no CEP, os gráficos de controle encontram-se como uma ferramenta muito aplicada na indústria de alimentos (KURCREVSKI, 2003).
De acordo com Ramos (2000), os gráficos de controle possuem três objetivos básicos:
Verificar se o processo estudado é significativamente estável e, portanto, se não há presença de causas especiais de variação;
Verificar se o processo estudado permanece estável, indicando quando é necessário atuar sobre o mesmo e;
Permitir o aprimoramento do processo, mediante a redução de sua variabilidade.
Com relação aos tipos de gráficos de controle, têm-se os gráficos para atributos e para variáveis. Os gráficos de controle para atributos estudam o comportamento de variáveis discretas. O mais conhecido é o gráfico np, que monitora a variação do número de itens não-conforme em amostras de tamanho constante. Os gráficos de controle para variáveis estudam o comportamento de variáveis contínuas, como por exemplo, peso, comprimento, densidade e concentração (CORTIVO, 2005; VIEIRA, 2012).
Para a construção dos gráficos, a partir dos dados coletados, calculam-se os limites de controle. Tais limites são definidos pela variabilidade natural do processo, medidos pelo desvio-padrão σ, e correspondem ao limite de tolerância natural do
processo. Em geral, consideram-se a média do processo mais três desvios-padrão para o limite superior de controle (LSC) e a média do processo menos três desvios-padrão para o limite inferior de controle (LIC). Nessa condição, para variabilidade constante e processo sob controle estatístico, em 0,27% dos casos apareceriam pontos fora do controle por razões ocasionais e normais (MONTGOMERY, 2012).
O gráfico de controle é avaliado a partir da perspectiva de identificação de qualquer comportamento não aleatório que possa existir nos dados ao longo do tempo, com presença de movimentos cíclicos e tendências, e da determinação de pontos que fiquem fora dos limites de controle. A ausência de algum padrão de comportamento dos dados e a inexistência de pontos fora dos limites de controle significa dizer que o processo está operando sob controle estatístico (KURCREVSKI, 2003; MONTGOMERY 2012).
Vale ressaltar que o limite de especificação difere do limite de controle do processo. Os limites de especificação são determinados externamente pelo gerente ou pelo engenheiro do processo, não havendo relação matemática ou estatística entre o limite de controle e o limite de especificação (KURCREVSKI, 2003).
A aplicação do CEP foi utilizada no estudo desenvolvido por Oliveira et al. (2012) no monitoramento e controle de grãos de soja armazenado em um silo. O comportamento dos dados sobre a umidade dos grãos foi analisado por meio do monitoramento dessa variável e elaboração de gráficos de controle. Verificou-se que a umidade dos grãos apresentou comportamento fora de controle estatístico e que as causas especiais que estavam agindo no processo de armazenamento deveriam ser identificadas e corrigidas. Além disso, os autores ressaltaram a importância da adoção de ferramentas do CEP para o monitoramento das variáveis de qualidade como rotina de trabalho promovendo manutenção da qualidade.
Srikaeo e Hourigan (2002) fizeram uso do CEP como suporte para validação de procedimentos que seriam empregados para avaliar as variáveis dos pontos críticos de controle de plano de Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle -APPCC elaborado para um sistema comercial de lavagem de ovos. De acordo com os autores, apesar do processo estar satisfatório do ponto de vista de segurança do alimento, ele poderia ser melhorado em relação ao aspecto tecnológico, reduzindo a elevada variabilidade dos dados que foi identificada por meio da aplicação de ferramentas do CEP. Pela análise dos gráficos de controle, verificou-se que o
processo estava fora de controle estatístico, indicando a presença de causas especiais que atuavam nas variáveis envolvidas no processo.
Ittzés (2001), em um estudo envolvendo o controle do teor de matéria seca em creme de manteiga, relatou que um problema típico da aplicação do controle estatístico no processamento de alimentos são as diversas causas que atuam na variabilidade das variáveis. Dessa forma, o elevado número de fatores que interferem nas variáveis do processo geram dificuldades no estabelecimento do controle do processamento.
A contaminação microbiológica de 14 cortes de carne de suíno de nove plantas de processamento da França foi acompanhada por um período de quatro anos, no trabalho desenvolvido por Augustin e Minvielle (2008). Os resultados das contagens foram utilizados para construir gráficos de controle e detectar pontos com elevada contaminação microbiológica. Por meio da interpretação dos gráficos de controle, o critério de higiene adotado em uma unidade foi o escolhido como processo padrão para auxiliar as operadoras a detectarem irregularidades nos procedimentos de higiene das demais unidades.
No estudo desenvolvido por Srikaeo, Furst e Ashton (2005), um processo comercial de produção de biscoito a base de trigo foi caracterizado usando técnicas de controle estatístico de processo. De acordo com os gráficos de controle construídos, observaram-se que algumas variáveis do processo operavam fora de controle estatístico, evidenciando elevada variabilidade no processo. Os autores justificaram tal variabilidade com o fato de que as variáveis de entrada não apresentaram correlação com as variáveis de saída devido às condições operacionais da indústria.
Montgomery (2012) apresenta o histograma, folhas de controle, gráfico de Pareto, diagrama causa-e-efeito, diagrama de concentração de defeito e diagrama de dispersão, como as demais ferramentas de qualidade empregadas no CEP.
Além do CEP, outras ferramentas estatísticas podem ser empregadas com o objetivo de promover melhorias nos processos.
No processamento de alimentos, quando se tem como objetivo promover melhorias do processo se faz necessário a identificação da variável ou das variáveis mais impactantes para uma determinada característica de qualidade. Uma maneira de se determinar esta ou estas variáveis, promovendo suporte às ferramentas do
CEP, é o emprego da técnica estatística de regressão linear múltipla, como realizado por Sant’anna (2008) e Reche, Rui e Carmo (2011).
A regressão linear múltipla é uma técnica multivariada que tem como objetivo obter uma relação matemática entre uma das variáveis estudadas (variável dependente ou resposta) e o restante das variáveis que descrevem o sistema (variáveis independentes ou explicativas). Dessa forma, é possível reduzir o número de variáveis independentes com o mínimo de perda de informação, permitindo a detecção das principais variáveis que interferem na variável resposta (ESTEVES e SOUSA, 2012).
Em conjunto com a utilização das ferramentas do CEP, assim como da regressão linear múltipla, algumas técnicas estatísticas podem ser empregadas visando melhor detalhamento e maior descrição dos dados, auxiliando na avaliação do comportamento do processo.
Uma delas é a estatística descritiva, que permite realizar o resumo e descrição dos dados. Porém, o fato de não se fazer inferências estatísticas pode tornar essa técnica limitada (DIEHL, SOUZA e DOMINGOS, 2007). Para além dos valores descritivos, é possível utilizar testes estatísticos inferenciais no conjunto de dados para fazer conclusões das amostras sobre a população. Assim, com testes de hipóteses como o teste t de Student e o teste qui-quadrado, é possível inferir sobre os parâmetros populacionais, com base nas amostras (RODRIGUES e IEMMA, 2009).
Em diferentes setores da indústria, o emprego de procedimentos estatísticos e de ferramentas do CEP na garantia e controle de qualidade dos produtos tem sido demonstrado por vários autores. Na indústria de alimentos, a atividade de controle da qualidade, entretanto, defronta-se com inúmeras restrições, tais como a composição e as variações sazonais que afetam a conformidade das matérias-primas que dificultam a definição de limites de especificação; a falta de especificações e padronização para procedimentos técnicos operacionais; a existência de linhas de produção em uma mesma empresa com diferentes fluxogramas de produção; a falta de investimento e de recursos para treinamento de pessoal e; problemas no atendimento aos requisitos do programa de Boas Práticas de Fabricação.
Considerando a importância do setor avícola e da cadeia produtiva de frangos de corte, além das especificidades tecnológicas dos produtos da indústria de alimentos, alcançar as especificações de qualidade por meio do uso de ferramentas do CEP, empregando outros procedimentos estatísticos como apoio, pode ser um diferencial para a obtenção da melhoria e do controle das etapas do processo de abate de aves.
4. METODOLOGIA
O experimento foi realizado em um abatedouro-frigorífico de aves localizado no estado do Espírito Santo.
Por meio de reuniões com o gerente de produção da empresa, definiu-se a absorção de água das carcaças de frango na etapa de pré-resfriamento como característica de qualidade a ser avaliada através da aplicação das ferramentas do CEP.
As etapas realizadas pela empresa na linha de abate de aves foram acompanhadas por um período de cinco dias com o objetivo de descrever o processo. Foi elaborado o fluxograma, desde a recepção e abate de aves até o envase e congelamento dos cortes.
Em seguida, as variáveis que poderiam exercer influência no teor de absorção de água das carcaças de frango foram identificadas, baseado em estudos disponíveis na literatura científica.
Os dados das variáveis críticas foram coletados diretamente na linha de abate, em tempo real, durante as operações na linha da abate, para a caracterização do processo. Para avaliar o comportamento dos dados coletados para cada variável de entrada e para a variável-resposta, foram empregadas ferramentas do CEP, procedimentos e análises estatísticas.
4.1. Identificação das variáveis críticas
No Quadro 1, são apresentadas as variáveis que foram selecionadas e monitoradas, com base nos estudos realizados por Carciofi e Laurindo (2007); Klassen (2008); Martins et al. (2011).
Quadro 1: Variáveis de entrada e variável-resposta envolvidas na coleta de dados.
Variáveis de entrada Unidade
Massa inicial da carcaça [g]
Temperatura 1 (entrada) do pré-chiller [°C] Temperatura 2 (saída) do pré-chiller [°C] Tempo de retenção da carcaça no pré-chiller [min]
Quadro 1: continuação
Vazão da água de reposição no pré-chiller [m³/min]
Borbulhamento no pré-chiller [adimensional] Temperatura 1 (entrada) no chiller [°C]
Temperatura 2 (interior) no chiller [°C] Temperatura 3 (interior) no chiller [°C] Temperatura 4 (saída) no chiller [°C] Tempo de retenção da carcaça no chiller [min] Vazão da água de reposição no chiller [m³/min]
Borbulhamento no chiller [adimensional]
Tempo de gotejamento da carcaça [min] Tempo de espera das carcaça após o gotejamento [min] Quantidade de gelo adicionado durante o
pré-resfriamento
[kg]
Variável resposta Unidade
Teor de absorção de água [%]
4.2. Coleta de dados
Para monitoramento das variáveis durante a etapa de pré-resfriamento das carcaças de frango, foram realizados os procedimentos de coleta de dados de acordo com os trabalhos desenvolvidos por Klassen (2008); Martins et al. (2011) e Reche, Rui e Camargo (2011).
Foram coletadas 80 carcaças, sendo que cada uma foi considerada como uma amostra. Cabe ressaltar que o sistema de coleta foi elaborado de forma que não ocasionasse alterações na rotina de trabalho dos funcionários da empresa.
A coleta de dados das variáveis apresentadas no Quadro 1 ocorreu em tempo real, por meio da identificação das carcaças com lacre após a etapa de evisceração, na entrada do pré-chiller e seu acompanhamento durante toda a etapa de pré-resfriamento, desde a passagem das carcaças identificadas no chiller até o final da etapa de gotejamento. Os procedimentos adotados na coleta estão descritos a seguir.
Inicialmente, as carcaças foram removidas da linha de processamento na entrada do pré-chiller. A massa inicial foi medida e, em seguida, a carcaça foi identificada com um lacre. Foram realizadas: leitura inicial do hidrômetro para o cálculo da vazão da água de reposição do pré-chiller; leitura das temperaturas da água na entrada e na saída do pré-chiller; marcação do tempo inicial para verificação do tempo de retenção da carcaça no pré-chiller e; medição da intensidade do borbulhamento da água no pré-chiller.
Durante a passagem da carcaça do pré-chiller para o chiller, foram realizadas: leitura final do hidrômetro do pré-chiller e leitura inicial do hidrômetro do
chiller; leitura da temperatura da água da entrada, em dois pontos intermediários e
na saída do chiller; marcação final do tempo de retenção no pré-chiller e a marcação inicial do tempo de retenção da carcaça no chiller e; medição da intensidade do borbulhamento da água no chiller. A quantidade de gelo adicionado durante toda a etapa de pré-resfriamento foi registrada. Na saída do chiller, registrou-se o tempo final da retenção da carcaça e realizou-se a leitura final do hidrômetro.
Em seguida, as carcaças foram içadas na nória e seguiram para a etapa de gotejamento. Nessa etapa, as variáveis monitoradas foram o tempo total da etapa de gotejamento e o tempo de espera da carcaça ao término da etapa de gotejamento até ser direcionada para a linha de corte. Ao final da etapa de gotejamento, a massa final da carcaça identificada com lacre foi medida para realização do cálculo do teor de absorção de água.
Algumas observações específicas do procedimento de coleta de dados são apresentadas a seguir:
O monitoramento e registro da temperatura da água no pré-chiller foram realizados na entrada e saída do equipamento. No chiller, devido à sua maior extensão, a coleta de dados da temperatura da água foi realizada em quatro pontos diferentes do tanque: T1 (temperatura na entrada), T2 e T3 (temperaturas em pontos intermediários) e T4 (temperatura na saída).
O cálculo da vazão da água de reposição, que consiste na renovação de água dos chillers, foi feito por meio da diferença entre a leitura final e a leitura inicial do volume de água registrado nos hidrômetros em razão do
tempo de retenção da carcaça no respectivo tanque, obtendo um valor em m³/min.
A medição da variável borbulhamento foi realizada visualmente, sendo determinada uma escala adimensional de 0 a 5: zero para borbulhamento inexistente, 1 para borbulhamento muito fraco até 5 para borbulhamento muito forte, seguindo os procedimentos realizados pela própria indústria.
Aos tanques de resfriamento, foi adicionado gelo em intervalos de tempo de cerca de 8 minutos durante a etapa de pré-resfriamento e cada carga continha 240 kg de gelo.
O teor de absorção de água das carcaças com lacre foi calculado por meio da diferença entre a massa final e a massa inicial divido pela massa inicial e multiplicada por 100.
4.3. Análise estatística e aplicação do CEP
Para realizar o estudo do teor de absorção de água pelas carcaças de frango, determinou-se a variabilidade entre as amostras coletadas e a influência das variáveis de entrada nos valores calculados para esta característica de qualidade.
Os dados do teor de absorção foram analisados empregando-se estatística descritiva, análises de inferência (testes t de Student e qui-quadrado) e ferramentas do CEP (histograma e gráficos de controle). Os dados das variáveis de entrada, que estão, teoricamente, envolvidas com o teor de absorção de água e que foram definidas de acordo com a literatura, foram analisados empregando-se ferramentas do CEP (gráficos de controle e histogramas), análise de correlação, estatística descritiva e regressão linear múltipla.
Para determinação da variabilidade dos dados do teor de absorção de água das carcaças, foram calculados os valores mínimo e máximo, a média, o desvio-padrão, a amplitude e o coeficiente de variação dos dados coletados usando o
software Statistica 7.0, conforme descrito por Pease, Caten e Ribeiro (2001); Srikaeo
e Hourigan (2002) e Diehl, Souza e Domingos (2007). Como complemento à análise descritiva, testes de inferência foram realizados para verificar o nível de variabilidade do teor de absorção de água das carcaças, empregando-se o teste t de Student para o valor médio da absorção e o teste qui-quadrado para o desvio-padrão.
Para realização dos testes inferenciais, se fez necessário a definição das hipóteses a serem testadas assim como a definição dos limites de variação ou limites de controle e limites de especificação para os valores do teor de absorção de água. Definindo-se os limites de especificação, definiram-se os valores mínimo e máximo que essa variável poderia assumir sem que a variabilidade inerente do processo, para as condições operacionais da indústria, afetasse a qualidade do produto.
Para definição dos limites naturais de variação do teor de absorção de água considerou-se que ±3 desvios-padrão seria a faixa de valores adequada para garantir a qualidade do produto. Segundo a definição dada por Ruthes, Ceretta e Sonza (2006) e Lunet, Severo e Barros (2006), os valores variando de ±3 desvios-padrão implicam que 99,73% dos dados estariam dentro dos limites de controle, dada a medida centrada no valor-alvo. Segundo Montgomery (2012), para uma distribuição de probabilidade normal como modelo para uma característica da qualidade, com os limites de controle em ±3 desvios-padrão, a probabilidade de se produzir um produto fora das especificações é de 0,0027, o que corresponde a 2.700 partes defeituosas por milhão (ppm) de unidades.
Na definição do valor do limite de especificação do teor de absorção de água, considerou-se o valor de 8%, definido pela Portaria N° 210, de 10 de novembro de 1998 do MAPA, como o limite superior de especificação (LSE) para esta característica de qualidade.
Portanto, determinou-se como hipótese nula para o teste t de Student, o valor igual a 5, correspondendo ao valor médio de 5% para o teor de absorção de água pelas carcaças de frango. Como hipótese alternativa, valores diferentes de 5. Como hipótese nula para o teste qui-quadrado, definiu-se que o valor do desvio-padrão seria igual a 1, correspondendo ao LIE igual a 2% e LSE igual a 8%. Como hipótese alternativa, valores diferentes de 1. As hipóteses foram testadas ao nível de 5% de probabilidade pelos respectivos testes inferenciais, usando o software Statistica 7.0.
Para verificar a distribuição dos dados coletados, foram construídos histogramas usando o software Statistica 7.0 como suporte computacional. Analisou-se a frequência de ocorrência de determinada faixa dos dados, conforme realizado por Srikaeo, Furst e Ashton (2005) e Reche, Rui e Camargo (2011).
Para verificar a relação linear entre as variáveis de entrada com o teor de absorção foi realizada uma regressão linear múltipla, conforme Reche, Rui e Camargo (2011) e Sant’anna (2008). Para se proceder o ajuste do modelo de regressão aos dados, introduziu-se no software Statistica 7.0 o conjunto de dados das 80 observações das variáveis de entrada e da variável-resposta. As 16 variáveis de entrada (k = 16), já apresentadas anteriormente, foram definidas como as variáveis independentes e o teor de absorção de água pelas carcaças ficou definido como a variável dependente. O modelo de regressão com as variáveis envolvidas é apresentado pela equação 1:
Onde:
ABS = Teor de absorção de água da carcaça de frango; Mi = Massa inicial da carcaça
T1pc = Temperatura da água na entrada do pré-chiller; T2pc = Temperatura da água na saída do pré-chiller; RETpc = Tempo de retenção da carcaça no pré-chiller; VAZpc = Vazão de reposição de água no pré-chiller;
BORBpc = Intensidade do borbulhamento da água no pré-chiller; T1c = Temperatura da água na entrada do chiller
T2c = Temperatura da água no primeiro ponto intermediário do chiller; T3c = Temperatura da água no segundo ponto intermediário do chiller; T4c = Temperatura da água na saída do chiller;
RETc = Tempo de retenção da carcaça no chiller; VAZc = Vazão de reposição de água no chiller;
BORBc = Intensidade do borbulhamento da água no chiller; GOT = Tempo de gotejamento da carcaça ;
ESP = Tempo de espera da carcaça após o gotejamento; GELO = Massa de gelo adicionado durante o pré-resfriamento; ε = Erro aleatório.
ABS = β0 + β1Mi + β2T1pc + β3T2pc + β4RETpc + β5VAZpc + β6BORBpc + β7T1c + β8T2c + β9T3c + β10T4c + β11RETc +
β12VAZc + β13BORBc + β14GOT + β15ESP + β16GELO + ε Equação 1
